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Choi G.J

IT System Engineer

RabbitMQ - TLS 통신보안

TSL 지원

RabbitMNQ는 기본적으로 TLS를 지원한다. (POOLDLE attack1으로 인해 RabbitMQ 3.4.0대에 SSLv3는 disabled되어 있음)

Erlang crypto 어플리케이션이 반드시 설치되고 동작이 되어야 한다.

Key와 Certification / CA Certificates

테스트용 Certificate Authority 생성

자체 인증기관으로 서의 역할을 할 수 있도록 Certificate Authority를 생성한다.

1) 준비 특정 디렉토리에 다음 디렉토리 구조 및 파일을 만든다.

# mkdir testca
# cd testca
# mkdir certs private
# chmod 700 private
# echo 01 > serial
# touch index.txt

2) testca 디렉토리에 openssl.cnf 파일 생성

[ ca ]
default_ca = testca

[ testca ]
dir = .
certificate = $dir/cacert.pem
database = $dir/index.txt
new_certs_dir = $dir/certs
private_key = $dir/private/cakey.pem
serial = $dir/serial

default_crl_days = 7
default_days = 365
default_md = sha256

policy = testca_policy
x509_extensions = certificate_extensions

[ testca_policy ]
commonName = supplied
stateOrProvinceName = optional
countryName = optional
emailAddress = optional
organizationName = optional
organizationalUnitName = optional

[ certificate_extensions ]
basicConstraints = CA:false

[ req ]
default_bits = 2048
default_keyfile = ./private/cakey.pem
default_md = sha256
prompt = yes
distinguished_name = root_ca_distinguished_name
x509_extensions = root_ca_extensions

[ root_ca_distinguished_name ]
commonName = hostname

[ root_ca_extensions ]
basicConstraints = CA:true
keyUsage = keyCertSign, cRLSign

[ client_ca_extensions ]
basicConstraints = CA:false
keyUsage = digitalSignature
extendedKeyUsage = 1.3.6.1.5.5.7.3.2

[ server_ca_extensions ]
basicConstraints = CA:false
keyUsage = keyEncipherment
extendedKeyUsage = 1.3.6.1.5.5.7.3.1

3) OpenSSL 명령어로 .pem과 .cer 생성 (Certificate Authority 생성)

# openssl req -x509 -config openssl.cnf -newkey rsa:2048 -days 365 \
    -out cacert.pem -outform PEM -subj /CN=MyTestCA/ -nodes
# openssl x509 -in cacert.pem -out cacert.cer -outform DER

.pem과 .cer은 모두 같은 정보(root certificate)를 가지고 있지만 포맷이 다름. 대부분 PEM 포맷 사용하지만, Microsoft진영(Microsoft, Mono)은 DER 사용.

4) Client와 Server용 key생성

자체생성한 CA(Certificate Authority)에 req를 보내 인증서를 발급받는다. Client, Server는 CA의 database에 추가되고 (여기서는 index.txt에 해당 발급내역을 볼 수 있다.)

Erlang 클라이언트와 RabbitMQ 브로커는 PEM을 바로사용하며 설정에 3가지 정보가 필요하다.

  1. root certificate (인증정보)
  2. private key (공인인증의 소유권)
  3. public key (공인인증 peer 식별)

JAVA나 .NET은 PKCS#12 store를 제공해서 client의 인증서와 key를 passwd로 보호하여 보관할 수 있다.

Server용 key 생성

# cd ..
# ls
testca
# mkdir server
# cd server
# openssl genrsa -out key.pem 2048
# openssl req -new -key key.pem -out req.pem -outform PEM \
    -subj /CN=$(hostname)/O=server/ -nodes
# cd ../testca
# openssl ca -config openssl.cnf -in ../server/req.pem -out \
    ../server/cert.pem -notext -batch -extensions server_ca_extensions
# cd ../server
# openssl pkcs12 -export -out keycert.p12 -in cert.pem -inkey key.pem -passout pass:MySecretPassword

Client용 key 생성

Server용 key 생성과 거의 동일하지만 인증서 서명시

Server는 keyUsage = keyEncipherment를 Client는 keyUsage = digitalSignature 방식을 사용한다는 것이 다르다.

# cd ..
# ls
server testca
# mkdir client
# cd client
# openssl genrsa -out key.pem 2048
# openssl req -new -key key.pem -out req.pem -outform PEM \
    -subj /CN=$(hostname)/O=client/ -nodes
# cd ../testca
# openssl ca -config openssl.cnf -in ../client/req.pem -out \
    ../client/cert.pem -notext -batch -extensions client_ca_extensions
# cd ../client
# openssl pkcs12 -export -out keycert.p12 -in cert.pem -inkey key.pem -passout pass:MySecretPassword

SSL 사용하기

앞서 생성한 3가지 정보 필요

  1. Root 인증서 (Root Certificate)

  2. 서버 인증서 (Server Certificate)

  3. 서버 키 (Server Key)

config file설정하기

[
  {rabbit, [
     {ssl_listeners, [5671]},				// 5671포트로 ssl기동
     {ssl_options, [{cacertfile,"/etc/rabbitmq/testca/cacert.pem"},		// root 인증서 위치 지정
                    {certfile,"/etc/rabbitmq/server/cert.pem"},			// 서버 인증서 위치 지정
                    {keyfile,"/etc/rabbitmq/server/key.pem"},			// 서버 key 파일 위치지정
                    {verify,verify_peer},				// client가 보낸 인증서를 신뢰하여 통신 
                   #{verify,verify_none},				// client와 인증서 교환 안함
                    {fail_if_no_peer_cert,false}]}		// client가 인증서를 안가지고 있을 시 허용
                   #{password,  "t0p$3kRe7"}			// private key파일에 password걸어서 사용
				   #{ciphers,  [{ecdhe_ecdsa,aes_128_cbc,sha256},
                   #            {ecdhe_ecdsa,aes_256_cbc,sha}]}   // cipher suites 사용

   ]}
].

시스템에 지원하는 cipher suites나 ssl version 확인하기

rabbitmqctl eval 'ssl:cipher_suites(openssl).'

# erl
1> ssl:verions().

여러 인증서 합쳐서 사용하기

# cat testca/cacert.pem >> all_cacerts.pem
# cat otherca/cacert.pem >> all_cacerts.pem

SSL/TLS 버젼 설정

SSL/TLS 공격으로 알려진 POODLE(SSLv3경우)나 BEAST attack(TLSv1.0경우)를 방지하기 위해 tls, ssl의 일부 버젼을 disable해야하는 경우가 있다. 아래와 같은 ssl설정을 통해 가능하다.

%% Disable SSLv3.0 support, leaves TLSv1.0 enabled.
[
 {ssl, [{versions, ['tlsv1.2', 'tlsv1.1', tlsv1]}]},
 {rabbit, [
           {ssl_listeners, [5671]},
           {ssl_options, [{cacertfile,"/path/to/ca_certificate.pem"},
                          {certfile,  "/path/to/server_certificate.pem"},
                          {keyfile,   "/path/to/server_key.pem"},
                          {versions, ['tlsv1.2', 'tlsv1.1', tlsv1]}

                         ]}
          ]}
].

openssl을 통한 연결확인

# connect using SSLv3
openssl s_client -connect 127.0.0.1:5671 -ssl3

ssl3를 disable 해놨으므로 아래와 같은 메시지를 볼 수 있다. no peer certificate available

# connect using TLSv1.0 through v1.2
openssl s_client -connect 127.0.0.1:5671 -tls1

JAVA Security 프레임워크의 3가지 Component

  1. Key Manager
  2. Trust Manager
  3. Key Store
Key Manager

자기 인증서를 관리. Session이 연결될 때 어떤 인증서를 Remote 호출시 사용할지 결정

Trust Manager

Remote 인증서 관리. Session이 연결될 때 Remote의 어떤 인증서를 신뢰할지 결정

Key Store

Java specific binary format이라 불리는 PKCS#12으로 보관

JAVA 코드를 활용한 SSL 호출

JAVA 프로그램을 통해 간단한 RabbitMQ 메시지 처리하기

서버 인증서 검증없고 Client 인증서 보내지 않고 간단한 메시지를 보냄


import java.io.*;
import java.security.*;


import com.rabbitmq.client.*;

public class Example1
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {

        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        factory.setPort(5671);

        factory.useSslProtocol();		//SSL 모드로 
        // Tells the library to setup the default Key and Trust managers for you
        // which do not do any form of remote server trust verification

        Connection conn = factory.newConnection();
        Channel channel = conn.createChannel();

        //non-durable, exclusive, auto-delete queue
        channel.queueDeclare("rabbitmq-java-test", false, true, true, null);
        channel.basicPublish("", "rabbitmq-java-test", null, "Hello, World".getBytes());


        GetResponse chResponse = channel.basicGet("rabbitmq-java-test", false);
        if(chResponse == null) {
            System.out.println("No message retrieved");
        } else {
            byte[] body = chResponse.getBody();
            System.out.println("Recieved: " + new String(body));
        }


        channel.close();
        conn.close();
    }
}

※ 주의 : Java Version이 1.7이하이 경우 Client인증서 보내지 않고 TLS(SSL) 호출하는 경우 peer 오류가 발생하는 경우가 있다. 1.8이상을 이용해주자.

인증정보를 포함한 JAVA Client 프로그램

java의 KeyManager와 TrustManager를 사용하기 위해서는 아래 파일들이 필요하다.

1) keycert.p12 client인증서 PEM과 key파일로 pkck12형태로 만든 client key파일

2) keystore server인증서 PEM을 java keytool명령어를 통해 server1이라는 이름을 붙여서 keystore파일로 내보낸다. 아래 명령어로 수행하며 중간에 keystore에 대한 패스워드를 입력하고 yes를 선택한다.

keytool -import -alias server1 -file /etc/rabbitmq/server/cert.pem -keystore /etc/rabbitmq/client/rabbitstore

이 2가지 파일을 client측에 설치하여 아래와 같이 코드에서 사용한다.

JAVA Code


import java.io.*;
  import java.security.*;
  import javax.net.ssl.*;

  import com.rabbitmq.client.*;


  public class Example2
  {
      public static void main(String[] args) throws Exception
      {

      	// Key Manager Setting	(본인의 Client 인증서)
        char[] keyPassphrase = "MySecretPassword".toCharArray();
        KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");
        ks.load(new FileInputStream("/path/to/client/keycert.p12"), keyPassphrase);

        KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
        kmf.init(ks, keyPassphrase);


	// Trust Manager Setting (remote 인증서)
        char[] trustPassphrase = "rabbitstore".toCharArray();
        KeyStore tks = KeyStore.getInstance("JKS");
        tks.load(new FileInputStream("/path/to/trustStore"), trustPassphrase);	//keytool 명령어로 keystore만들때 입력했던 pw

        TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
        tmf.init(tks);


        SSLContext c = SSLContext.getInstance("TLSv1.1");
        c.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);


        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        factory.setPort(5671);
        factory.useSslProtocol(c);

        Connection conn = factory.newConnection();
        Channel channel = conn.createChannel();

        channel.queueDeclare("rabbitmq-java-test", false, true, true, null);
        channel.basicPublish("", "rabbitmq-java-test", null, "Hello, World".getBytes());


        GetResponse chResponse = channel.basicGet("rabbitmq-java-test", false);
        if(chResponse == null) {
            System.out.println("No message retrieved");
        } else {
            byte[] body = chResponse.getBody();
            System.out.println("Recieved: " + new String(body));
        }


        channel.close();
        conn.close();
    }
}

  1. Padding Oracle On Downgraded Legacy Encryption 의 약자로 SSL3.0 버전의 취약점으로서 TLS가 하위 SSL3.0의 호환성을 가지고 있고 CBC mode의 취약점을 이용하여 패킷을 탈취하는 보안적 문제 ↩

RabbitMQ - TLS 통신보안 was published on and last modified on .

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